- •РОЗДІЛ 2
- •ГЕОМЕТРІЯ ЗЕМНОГО ЕЛІПСОЇДА
- •Рис. 2.1. Основні параметри еліпса.
- •Таблиця 2.1. Параметри еліпсоїдів
- •Рис. 2.2. Геометричний зміст координатних ліній на поверхні еліпсоїда
- •Рис. 2.3. Геометричне трактування широт: геодезичної, приведеної та геоцентричної.
- •Рис. 2.9. Диференціали дуг меридіана та паралелі.
- •На основі (2.60) отримаємо
- •РОЗДІЛ 4
- •РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ГЕОДЕЗИЧНИХ ЗАДАЧ
- •Рис. 4.1. Великий геодезичний трикутник на поверхні еліпсоїда
- •Сферичний надлишок
- •Таблиця 4.1Допустимі вхідні дані для обчислення сферичного надлишку
- •Згідно теореми Лежандра, значення кутів плоского (лежандрового) трикутника буде
- •Позначивши
- •Пряма геодезична задача
- •Обернена геодезична задача.
- •Шляхом ділення рівнянь (4.19) на (4.18) дістанемо формулу для оберненого азимута
- •Для обчислення оберненого азимута необхідно розділити рівняння (4.13) на (4.15)
- •Часткові похідні для другої похідної будуть наступними
- •Часткова похідна
- •З врахуванням отриманих виразів та формули (4.28) остаточно отримаємо
- •Часткові похідні в цих залежностях можна знайти із рівнянь (2.32)
- •Для цього попередньо визначимо похідні двох функцій
- •Враховуючи, що
- •Після цього можна легко знайти часткові похідні, наприклад
- •Після підстановки похідних в попередні залежності, отримаємо
- •Рис.4.6. Геометричне трактування зміни геодезичних координат.
- •Вивід диференційних рівнянь Бесселя
- •Вираз (4.81) з врахуванням (4.77) буде дорівнювати
- •Інтегрування диференційних рівнянь Бесселя
- •З врахуванням (3.89) і (3.99) рівність (3.98) представимо в вигляді
- •Розв'язування прямої геодезичної задачі методом Рунге-Кутта 4-го порядку
- •Згідно формули (5.2) для масштабу m отримаємо
- •Із наведених співвідношень отримаємо диференційні рівняння
- •Остаточні значення коефіцієнтів рядів (5.20) мають наступний вигляд
- •Підставивши значення похідних у (5.22), отримаємо
- •Оскільки
- •Таблиця 5.1
- •Таблиця 5.2
- •Таблиця 5.3
- •Таблиця 5.4
- •Таблиця 5.5
- •Таблиця 5.6
- •Таблиця 5.7
- •Спосіб прямої інтерполяції
- •Спосіб інтерполювання з використанням гравіметричних даних
- •Висота виміряна
Тема 4. Розв'язування геодезичних задач
2.Інтегрування отриманих диференційних рівнянь.
При наявності всіх необхідних зв’язків між відповідними величинами на еліпсоїді і сфері головні
геодезичні задачі способом Бесселя розв’язуються за наступним планом:
а) перехід від елементів сфероїдного трикутника Q1 PQ2 до елементів сферичного трикутника
Q1' P' Q2' (рис. 4.9 а) і б));
б) розв’язування геодезичних задач (прямої чи оберненої) на сфері;
с) перехід від обчислених елементів сферичного трикутника, стосовно розв'язування прямої чи
оберненої задачі, до відповідних елементів на еліпсоїді. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Вивід диференційних рівнянь Бесселя |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Позначимо (рис. 4.9 ): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ds - |
нескінченно малий елемент |
|
|
mn |
|
|
геодезичної |
|
лінії |
s на еліпсоїді, |
якому відповідає |
елемент |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
d m' n' |
в бесселевому зображенні на сфері; |
- азимут елемента ds ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
B і u - геодезична і приведена широти точки m ; du і dl - різниці широт і довгот точок m і n ; d - |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
різниця довгот точок m' і n' на сфері. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
З цими позначеннями, прийнявши радіус сфери за одиницю, матимемо |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
du d cos |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4.75) |
|||||||||||||||||||||
|
|
MdB ds cos |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
d cos u d sin |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4.76) |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
N cos Bdl |
ds sin |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
звідки отримуємо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
du |
M |
|
d |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4.77) |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ds |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
dB |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
N cos B |
|
dl |
|
|
ds |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4.78) |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
cos u |
|
|
d |
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
На основі (2.19) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
sin u |
|
|
|
|
|
|
1 e2 |
|
|
sin B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 e2 |
sin2 |
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
отримаємо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
cos B |
|
|
|
|
|
|
|
|
e2 sin2 B cos B |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
cosudu |
1 e |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dB . |
(4.79) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1 e |
2 |
sin |
2 |
B) |
|
|
|
|
(1 e |
2 |
sin |
2 |
B) |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
Із (2.17) отримаємо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
cos B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 e2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
1 e |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
(4.80) |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
cos u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 e2 cos2 u |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
На основі (4.79) з врахуванням (4.80), а також помноживши чисельник і знаменник в (4.79) на a , |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
отримуємо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
du |
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(4.81) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
dB |
|
|
|
a |
|
|
|
|
1 e2 cos2 u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|